RU2601626C1 - Method and system for supply of heat energy to horizontal well bore - Google Patents
Method and system for supply of heat energy to horizontal well bore Download PDFInfo
- Publication number
- RU2601626C1 RU2601626C1 RU2015148619/03A RU2015148619A RU2601626C1 RU 2601626 C1 RU2601626 C1 RU 2601626C1 RU 2015148619/03 A RU2015148619/03 A RU 2015148619/03A RU 2015148619 A RU2015148619 A RU 2015148619A RU 2601626 C1 RU2601626 C1 RU 2601626C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat transfer
- transfer medium
- heat
- steam
- heat exchanger
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B36/00—Heating, cooling, insulating arrangements for boreholes or wells, e.g. for use in permafrost zones
- E21B36/005—Heater surrounding production tube
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/16—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons
- E21B43/24—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons using heat, e.g. steam injection
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/16—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons
- E21B43/24—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons using heat, e.g. steam injection
- E21B43/2406—Steam assisted gravity drainage [SAGD]
Abstract
Description
Перекрестная ссылка на родственные заявкиCross reference to related applications
[0001] Настоящая заявка связана с предварительной заявкой на патент США № 61/374778, поданной 18 августа 2010 г., которая включена в настоящую заявку во всей своей полноте и во всех отношениях посредством ссылки, и по ней испрашивается приоритет.[0001] This application is related to provisional application for US patent No. 61/374778, filed August 18, 2010, which is incorporated into this application in its entirety and in all respects by reference, and it claims priority.
Предпосылки изобретенияBACKGROUND OF THE INVENTION
[0002] Настоящее изобретение относится, главным образом, к способам и системам для добычи углеводородов из различных подземных пластов.[0002] The present invention relates mainly to methods and systems for producing hydrocarbons from various subterranean formations.
[0003] Гравитационное дренирование при закачке пара (SAGD) используется для добычи углеводородов из подземного пласта месторождений, в которых углеводороды в подземном пласте являются чрезвычайно плотными или имеют высокую вязкость. При этом пар из горизонтального ствола скважины используется для уменьшения вязкости и для того, чтобы вызвать поток углеводородов из подземного пласта для слива во второй горизонтальный ствол скважины.[0003] Gravity steam injection drainage (SAGD) is used to produce hydrocarbons from a subterranean formation in fields in which the hydrocarbons in the subterranean formation are extremely dense or have a high viscosity. In this case, the steam from the horizontal wellbore is used to reduce the viscosity and in order to cause the flow of hydrocarbons from the underground formation to drain into the second horizontal wellbore.
Краткое описание изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
[0004] Различные варианты осуществления настоящего изобретения обеспечивают улучшенную поставку тепловой энергии, или тепла, чтобы повысить эффективность добычи углеводородов из подземного пласта с использованием горизонтальных стволов скважин.[0004] Various embodiments of the present invention provide an improved supply of thermal energy, or heat, in order to increase the efficiency of hydrocarbon production from a subterranean formation using horizontal wellbores.
[0005] В одном аспекте настоящее изобретение относится к способу, включающему нагрев теплопередающей среды, закачивание теплопередающей среды в вертикальный канал к теплообменнику, подачу питательной воды в вертикальный канал к теплообменнику, где теплообменник сконфигурирован для передачи тепла от теплопередающей среды к питательной воде для выработки пара, передачу пара из теплообменника в горизонтальный ствол скважины, чтобы вызвать нагрев подземной области, и возвращение теплопередающей среды из теплообменника на поверхность.[0005] In one aspect, the present invention relates to a method comprising heating a heat transfer medium, pumping a heat transfer medium into a vertical channel to a heat exchanger, supplying feed water to a vertical channel to a heat exchanger, where the heat exchanger is configured to transfer heat from the heat transfer medium to the feed water to generate steam transferring steam from the heat exchanger to the horizontal wellbore to cause heating of the subterranean region, and returning the heat transfer medium from the heat exchanger to the surface.
[0006] В другом аспекте настоящее изобретение относится к системе, содержащей вертикальный канал, теплообменник, расположенный в положении внутри вертикального канала, горизонтальный ствол скважины, ведущий из положения внутри вертикального канала, систему с контуром теплопередающей среды для закачивания нагретой теплопередающей среды в вертикальный канал к теплообменнику, систему подачи питательной воды для подачи питательной воды в вертикальный канал к этому теплообменнику, где теплообменник сконфигурирован для передачи тепла от нагретой теплопередающей среды к питательной воде для выработки пара, где пар передается из теплообменника в горизонтальный ствол скважины, чтобы вызвать нагрев подземной области, и где система с контуром теплопередающей среды сконфигурирована для возвращения теплопередающей среды из теплообменника на поверхность.[0006] In another aspect, the present invention relates to a system comprising a vertical channel, a heat exchanger located in a position inside the vertical channel, a horizontal wellbore leading from a position inside the vertical channel, a system with a heat transfer medium circuit for pumping the heated heat transfer medium into the vertical channel to a heat exchanger, a feed water supply system for supplying feed water to a vertical channel to this heat exchanger, where the heat exchanger is configured to transfer heat from heated heat transfer medium to feed water to generate steam, where steam is transferred from the heat exchanger to the horizontal wellbore to cause heating of the subterranean region, and where a system with a heat transfer medium circuit is configured to return the heat transfer medium from the heat exchanger to the surface.
[0007] В другом аспекте настоящее изобретение относится к способу, включающему нагрев теплопередающей среды, закачивание теплопередающей среды в подземный горизонтальный ствол скважины, подачу питательной воды в подземный горизонтальный ствол скважины, где передача тепла от нагретой теплопередающей среды к питательной воде вырабатывает пар, чтобы вызвать нагрев подземной области, и возвращение теплопередающей среды из горизонтального ствола скважины на поверхность, где горизонтальный ствол скважины разделен на множество паровых камер, при этом по меньшей мере одна из этих паровых камер содержит теплообменник, чтобы обеспечить передачу тепла от теплопередающей среды к питательной воде.[0007] In another aspect, the present invention relates to a method comprising heating a heat transfer medium, pumping a heat transfer medium into an underground horizontal wellbore, supplying feedwater to an underground horizontal wellbore, where heat transfer from the heated heat transfer medium to the feed water generates steam to cause heating the underground area, and returning the heat transfer medium from the horizontal wellbore to the surface where the horizontal wellbore is divided into a plurality of steam chambers , Wherein at least one of the steam chamber comprises a heat exchanger to provide heat transfer from the heat transfer medium to the feed water.
[0008] В другом аспекте настоящее изобретение относится к системе, содержащей подземный горизонтальный ствол скважины, систему с контуром теплопередающей среды для закачивания нагретой теплопередающей среды в горизонтальный ствол скважины, систему подачи питательной воды для подачи питательной воды в горизонтальный ствол скважины, где передача тепла от нагретой теплопередающей среды к питательной воде вырабатывает пар, чтобы вызвать нагрев подземной области, где система с контуром теплопередающей среды сконфигурирована для возвращения теплопередающей среды из горизонтального ствола скважины на поверхность, и где горизонтальный ствол скважины разделен на множество паровых камер, при этом по меньшей мере одна из паровых камер содержит теплообменник, чтобы обеспечить передачу тепла от теплопередающей среды к питательной воде.[0008] In another aspect, the present invention relates to a system comprising a horizontal subterranean wellbore, a system with a heat transfer medium for pumping heated heat transfer medium into a horizontal wellbore, a feed water supply system for supplying feed water to a horizontal wellbore, where heat is transferred from the heated heat transfer medium to the feed water generates steam to cause heating of the underground area where the system with the heat transfer medium circuit is configured to return I a heat transfer medium from a horizontal wellbore to the surface, and wherein the horizontal wellbore is divided into a plurality of steam chambers, wherein at least one of the steam chamber comprises a heat exchanger to provide heat transfer from the heat transfer medium to the feed water.
[0009] В другом аспекте настоящее изобретение относится к способу, включающему нагрев теплопередающей среды, закачивание теплопередающей среды в подземный горизонтальный ствол скважины, осуществление передачи тепла от теплопередающей среды к подземной области, возвращение теплопередающей среды из горизонтального ствола скважины на поверхность, где горизонтальный ствол скважины включает в себя один или несколько теплообменников, чтобы обеспечить передачу тепла непосредственно от теплопередающей среды к этой подземной области.[0009] In another aspect, the present invention relates to a method comprising heating a heat transfer medium, pumping a heat transfer medium into an underground horizontal wellbore, transmitting heat from the heat transfer medium to the subterranean region, returning the heat transfer medium from the horizontal wellbore to a surface where the horizontal wellbore includes one or more heat exchangers to provide heat transfer directly from the heat transfer medium to this underground area.
[0010] В другом аспекте настоящее изобретение относится к системе, содержащей подземный горизонтальный ствол скважины, систему с контуром теплопередающей среды для закачивания нагретой теплопередающей среды в горизонтальный ствол скважины, где тепло передается непосредственно от нагретой теплопередающей среды к подземной области, где система с контуром теплопередающей среды сконфигурирована для возвращения теплопередающей среды из горизонтального ствола скважины на поверхность, и где горизонтальный ствол скважины включает в себя один или несколько теплообменников, чтобы обеспечить передачу тепла непосредственно от теплопередающей среды к этой подземной области.[0010] In another aspect, the present invention relates to a system comprising a horizontal subterranean wellbore, a system with a heat transfer medium for pumping a heated heat transfer medium into a horizontal wellbore, where heat is transferred directly from the heated heat transfer medium to the subterranean region, where a system with a heat transfer circuit the medium is configured to return the heat transfer medium from the horizontal wellbore to the surface, and where the horizontal wellbore includes one n or more heat exchangers to provide heat transfer from the heat transfer medium directly to the subsurface region.
Краткое описание графических материаловA brief description of the graphic materials
[0011] На фигуре 1 изображен вид устройства горизонтального ствола скважины в разрезе в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;[0011] Figure 1 is a sectional view of a horizontal wellbore device in accordance with an embodiment of the present invention;
[0012] На фигуре 2 изображен вид устройства горизонтального ствола скважины в разрезе в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения;[0012] Figure 2 is a sectional view of a horizontal wellbore device in accordance with another embodiment of the present invention;
[0013] На фигуре 3 изображена схематическая иллюстрация скважинного теплообменника;[0013] Figure 3 is a schematic illustration of a downhole heat exchanger;
[0014] На фигуре 4 изображена схематическая иллюстрация другого варианта осуществления скважинного теплообменника;[0014] Figure 4 is a schematic illustration of another embodiment of a downhole heat exchanger;
[0015] На фигуре 5 изображен вид устройства горизонтального ствола скважины в разрезе в соответствии с другим вариантом осуществления;[0015] Figure 5 shows a sectional view of a horizontal wellbore device in accordance with another embodiment;
[0016] На фигуре 6 изображен вид устройства горизонтального ствола скважины в разрезе в соответствии с другим вариантом осуществления;[0016] Figure 6 shows a sectional view of a horizontal wellbore device in accordance with another embodiment;
[0017] На фигуре 7 изображен вид устройства горизонтального ствола скважины в разрезе в соответствии с еще другим вариантом осуществления; и[0017] Figure 7 shows a sectional view of a horizontal wellbore device in accordance with another embodiment; and
[0018] На фигуре 8 изображен вид устройства горизонтального ствола скважины в разрезе в соответствии с другим вариантом осуществления.[0018] Figure 8 is a sectional view of a horizontal wellbore device in accordance with another embodiment.
[0019] Хотя настоящее изобретение допускает различные модификации и альтернативные формы, его конкретные варианты осуществления в качестве примера показаны в данных графических материалах, и здесь они могут быть подробно описаны. Графические материалы могут быть не в масштабе. Следует понимать, однако, что графические материалы и подробное описание к ним не предполагают ограничения изобретения конкретной описанной формой, но, наоборот, замысел должен включать все модификации, эквиваленты и альтернативы, соответствующие сущности и объему настоящего изобретения, определенного в прилагаемой формуле изобретения.[0019] Although the present invention is subject to various modifications and alternative forms, its specific embodiments are shown by way of example in these graphic materials, and here they can be described in detail. Graphics may not be to scale. It should be understood, however, that the graphic materials and the detailed description thereto do not imply a limitation of the invention to the particular form described, but, on the contrary, the plan should include all modifications, equivalents, and alternatives corresponding to the essence and scope of the present invention defined in the attached claims.
Подробное описание преимущественных вариантов выполненияDetailed Description of Preferred Embodiments
[0020] Озабоченность по поводу истощения имеющихся ресурсов углеводородов и озабоченность по поводу снижения общего качества добываемых углеводородов привели к разработке технологических процессов для более эффективного извлечения, переработки и/или использования имеющихся ресурсов углеводородов. Технологические процессы in situ могут быть использованы для извлечения углеводородного сырья из подземных пластов. Химические и/или физические свойства углеводородного сырья в подземном пласте могут нуждаться в изменениях, чтобы предоставить возможность более легкого извлечения углеводородного сырья из подземного пласта. Эти химические и физические изменения могут включать в себя реакции in situ, производящие извлекаемые текучие среды, изменения состава, изменения растворимости, изменения плотности, фазовые изменения и/или изменения вязкости углеводородного сырья в пласте. Теплопередающая среда может быть, но не ограничивается ими, газом, жидкостью, эмульсией, суспензией и/или потоком твердых частиц, который имеет характеристики потока, подобные потоку жидкости.Concerns about the depletion of available hydrocarbon resources and concerns about reducing the overall quality of produced hydrocarbons have led to the development of technological processes for more efficient extraction, processing and / or use of available hydrocarbon resources. In situ processes can be used to extract hydrocarbons from underground formations. The chemical and / or physical properties of the hydrocarbon feed in the subterranean formation may need to be modified to allow easier extraction of the hydrocarbon feed from the subterranean formation. These chemical and physical changes may include in situ reactions that produce recoverable fluids, changes in composition, changes in solubility, changes in density, phase changes and / or changes in viscosity of hydrocarbon feedstocks in the formation. The heat transfer medium may be, but is not limited to, a gas, liquid, emulsion, suspension and / or solid particle stream that has flow characteristics similar to a liquid stream.
[0021] В некоторых вариантах осуществления в стволе скважины могут быть использованы расширяемые трубчатые элементы. Расширяемые трубные изделия описаны, например, в патенте США №5,366,012, выданном Lohbeck, и в патенте США №6,354,373, выданном Vercaemer и др., каждый из которых включен в качестве ссылки во всей его полноте в данный документ.[0021] In some embodiments, expandable tubular elements may be used in the wellbore. Expandable tubular products are described, for example, in US Pat. No. 5,366,012 issued to Lohbeck and US Pat. No. 6,354,373 to Vercaemer et al., Each of which is incorporated by reference in its entirety in this document.
[0022] В стволах скважин могут быть установлены нагреватели для нагрева пласта во время проведения технологического процесса in situ. Примеры технологических процессов in situ с использованием скважинных нагревателей освещены в патентах США №2,634,961, выданном Ljungstrom. №2,732,195, выданном Ljungstrom, №2,780,450, выданном Ljungstrom, №2789805, выданном Ljungstrom, №2,923,535, выданном Ljungstrom, и №4,886,118, выданном Van Meurs и др., каждый из которых включен в качестве ссылки во всей его полноте в данный документ.[0022] In the wellbore, heaters may be installed to heat the formation during the in situ process. Examples of in situ processes using downhole heaters are disclosed in US Pat. No. 2,634,961 to Ljungstrom. No. 2,732,195 issued by Ljungstrom; No. 2,780,450 issued by Ljungstrom; No. 2789805 issued by Ljungstrom; No. 2,923,535 issued by Ljungstrom; and No. 4,886,118 issued by Van Meurs et al., Each of which is incorporated by reference in its entirety in this document.
[0023] Для пиролиза керогена внутри пласта горючего сланца в пласт горючего сланца может быть подведено тепло. Тепло может также привести к растрескиванию пласта, что повышает проницаемость пласта. Возросшая проницаемость обеспечивает возможность поступления текучей среды из пласта в эксплуатационную скважину, откуда ее извлекают из этого пласта горючего сланца.[0023] For pyrolysis of kerogen inside the oil shale formation, heat may be supplied to the oil shale formation. Heat can also lead to cracking of the formation, which increases the permeability of the formation. Increased permeability allows fluid to flow from the formation into the production well, from where it is extracted from the oil shale from this formation.
[0024] Для нагрева подземного пласта может быть использован источник тепла. Для нагрева подземного пласта излучением и/или кондуктиным нагревом могут быть использованы нагреватели.[0024] A heat source may be used to heat the subterranean formation. Heaters can be used to heat the subterranean formation by radiation and / or conductive heating.
[0025] Нагревательный элемент вырабатывает кондуктивную энергию и/или энергию излучения, которая нагревает обсадную трубу. Между обсадной трубой и пластом может находиться сыпучий твердый наполнитель. Эта обсадная труба может конвекцией нагревать наполнитель, который, в свою очередь, конвекцией нагревает пласт.[0025] The heating element generates conductive energy and / or radiation energy that heats the casing. Between the casing and the formation may be loose solid filler. This casing can convection heat the filler, which, in turn, heats the formation by convection.
[0026] В типичном гравитационном дренировании углеводородов из выхода подземного пласта при закачке пара пар получают на поверхности и передают в горизонтальный ствол скважины. Большое расстояние, пройденное паром, может привести к потере энергии пара вследствие тепловых потерь. Таким образом, пар, который поступает к углеводородам из области подземного пласта, может, например, не быть паром с высокого качества, что приводит к снижению количества углеводородов в результате извлечения из выхода подземного пласта.[0026] In a typical gravitational drainage of hydrocarbons from a subterranean formation outlet, when steam is injected, steam is produced on the surface and transferred to a horizontal wellbore. The long distance traveled by steam can lead to a loss of steam energy due to heat loss. Thus, the steam that enters the hydrocarbons from the region of the subterranean formation may, for example, not be steam of high quality, which leads to a decrease in the amount of hydrocarbons resulting from extraction from the outlet of the subterranean formation.
[0027] Варианты осуществления настоящего изобретения относятся к различным способам и системам для извлечения ресурсов с использованием горизонтальных стволов скважин в геологических слоях от вертикального положения. Геологическими структурами, для которых может быть предназначен этот способ проникновения, могут быть угольные пласты, газификация in situ или дренирование метана или углеводороды из подземного слоя, несущего пласт, для повышения интенсивности потока из уже существующих скважин. Другими возможными применениями для раскрытых вариантов осуществления могут быть использования в выщелачивании урановых руд из подземного пласта или, например, для внедрения горизонтальных каналов для питательной воды и ввода пара. Специалист в данной области техники поймет, что различные варианты осуществления, описанные здесь, могут быть использованы для различных применений, которые предполагаются в рамках настоящего изобретения.[0027] Embodiments of the present invention relate to various methods and systems for extracting resources using horizontal wellbores in geological layers from a vertical position. The geological structures for which this penetration method can be designed can be coal seams, in situ gasification or methane drainage or hydrocarbons from the subterranean layer carrying the seam to increase the flow rate from existing wells. Other possible applications for the disclosed embodiments may be used in leaching uranium ores from an underground formation or, for example, for introducing horizontal channels for feed water and introducing steam. One skilled in the art will recognize that the various embodiments described herein can be used for various applications contemplated by the present invention.
[0028] Обратимся вначале к фигуре 1, на которой изображен вид устройства 100 горизонтального ствола скважины в разрезе в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. В соответствии с устройством 100, показанном на фигуре 1, тепловые потери снижаются за счет использования скважинной системы 110 теплообмена. Некоторые варианты осуществления скважинного теплообменника 110 более подробно описаны ниже со ссылкой на фигуре 3 и 4. Безусловно, специалисту в данной области техники должно быть понятно, что варианты осуществления настоящего изобретения не ограничены использованием конкретного теплообменника и что в рамках объема настоящего изобретения предусмотрено использование различных других теплообменников.[0028] Referring first to Figure 1, which is a sectional view of a horizontal
[0029] В соответствии с вариантом осуществления, показанном на фигуре 1, скважинная система 110 теплообмена расположена внутри первого ствола скважины 130. В различных вариантах осуществления глубина теплообменника может отличаться в зависимости от различных факторов, таких как стоимость и условия окружающей среды. Например, в различных вариантах осуществления глубина первого горизонтального ствола скважины 130 может составлять от нескольких сотен до нескольких тысяч футов.[0029] In accordance with the embodiment shown in FIG. 1, the borehole
[0030] В варианте осуществления, показанном на фигуре 1, первый ствол скважины 130 включает в себя концентрические колонны, сформированные для протекания через них различных текучих сред. Подаваемую питательную воду вводят в первый ствол скважины 130 через колонну 120. Скважинная система 110 теплообмена настроена на впрыскивание горячей питательной воды в пар, а пар направляется в углеводороды от подземного пласта через, например, отверстия в стволе скважины 130. Отверстия 180 схематически показаны на фигуре 1 на входе в горизонтальную часть первого ствола скважины 130. Пар направляется в горизонтальную часть первого ствола скважины 130 и в геологические слои вокруг этой горизонтальной части первого ствола скважины 130.[0030] In the embodiment shown in FIG. 1, the
[0031] Пар добавляет тепловую энергию углеводородам из подземного пласта и служит для снижения вязкости углеводородов из залежей подземных пластов, в результате чего углеводороды из подземного пласта текут вниз под действием силы тяжести. Текущие вниз углеводороды из подземного пласта захватываются во второй ствол скважины, который является стволом эксплуатационной скважины 140. Углеводороды из подземного пласта, захваченные стволом эксплуатационной скважины 140, транспортируются в одну или нескольких цистерн 199 на поверхности, например, по технологической линии 190.[0031] Steam adds thermal energy to hydrocarbons from a subterranean formation and serves to reduce the viscosity of hydrocarbons from subterranean reservoirs, whereby hydrocarbons from a subterranean formation flow downward by gravity. Downstream hydrocarbons from a subterranean formation are captured into a second wellbore, which is a
[0032] В варианте осуществления, показанном на фигуре 1, как такой же ствол скважины, что и в различных других вариантах осуществления, описанных здесь, горизонтальные стволы скважин и различные колонны или трубы могут быть выполнены из гибких труб. Гибкие трубы хорошо известны специалистам в данной области техники и, в целом, относятся к металлическим трубам, которые наматываются на крупный барабан. Гибкие трубы могут иметь диаметр приблизительно от одного дюйма до 3,25 дюйма. Безусловно, специалисту в данной области техники должно быть понятно, что различные варианты осуществления не ограничены использованием гибких труб и какими-либо конкретными размерами труб.[0032] In the embodiment shown in FIG. 1, the same wellbore as in the various other embodiments described herein, horizontal wellbores and various columns or pipes may be made of flexible pipes. Flexible pipes are well known to those skilled in the art and generally relate to metal pipes that are wound around a coarse drum. Flexible pipes may have a diameter of from about one inch to 3.25 inches. Of course, the specialist in the art should understand that various embodiments are not limited to the use of flexible pipes and any specific pipe sizes.
[0033] Обратимся снова к фигуре 1; нагретая теплопередающая среда подается через впускную колонну 112 теплопередающей среды. В показанном варианте осуществления впускная колонна 112 теплопередающей среды является ближайшей к центру колонной в этой концентрической конфигурации. Нагретая теплопередающая среда подается с поверхности в положение внутри ствола скважины. Нагретая теплопередающая среда прокачивается через впускную колонну 112 теплопередающей среды с очень высокой интенсивностью потока, чтобы свести к минимуму потери тепла в питательной воде. В одном варианте осуществления впускная колонна 112 теплопередающей среды представляет собой трубу, имеющую диаметр около 0,75 дюйма или более. В других вариантах осуществления впускная колонна 112 теплопередающей среды может быть доведена до требуемого размера в соответствии с такими факторами, как, например, производительность насоса, расстояние между поверхностью и горизонтальной частью ствола скважины и тип теплопередающей среды.[0033] Referring again to Figure 1; the heated heat transfer medium is supplied through the heat
[0034] Кроме того, горячая питательная вода вводится в отдельную колонну 120 этой концентрической конфигурации. Питательная вода может вводиться при температуре перегрева, чтобы максимально увеличить тепловую энергию, подводимую к углеводородам подземного пласта. В показанном варианте осуществления колонна 120 горячей питательной воды является самой дальней от центра колонной в этой концентрической конфигурации.[0034] In addition, hot feed water is introduced into a
[0035] На определенной глубине ствола скважины нагретая теплопередающая среда во впускной колонне 112 теплопередающей среды впрыскивает горячую питательную воду в пар высокого качества, который направляется в первый ствол скважины 130 (Фиг. 1) через ствол скважины 126 и отверстия 180. Продувочный клапан 124 создает возможность направить в отстойник пар низкого качества и накипь.[0035] At a certain depth of the wellbore, the heated heat transfer medium in the heat
[0036] После передачи тепла от теплопередающей среды питательной воде охладившаяся теплопередающая среда возвращается на поверхность через выпускную колонну 114 холодной теплопередающей среды. Между впускной колонной 112 теплопередающей среды и выпускной колонной 114 холодной теплопередающей среды может быть предусмотрен слой изоляции 128. В концентрической конфигурации концентрических труб - выпускная колонна 114 холодной теплопередающей среды. В одном варианте осуществления концентрическая конфигурация труб имеет наружный диаметр от 2,5 до 3 дюймов, а в конкретном варианте осуществления имеет наружный диаметр 2,875 дюйма, но он может быть больше, в зависимости от каждой концентрической конфигурации труб.[0036] After transferring heat from the heat transfer medium to the feed water, the cooled heat transfer medium is returned to the surface through the
[0037] В некоторых вариантах осуществления теплопередающая среда может циркулировать по системе с замкнутым контуром. В связи с этим нагреватель может быть сконфигурирован для нагрева теплопередающей среды до высокой температуры. Нагреватель может быть размещен на поверхности и может быть сконфигурирован для работы с разнообразными источниками энергии. Например, в одном варианте осуществления нагреватель 111 работает с использованием сжигания топлива, которое может содержать природный газ, пропан или метанол. Нагреватель 111 может также работать на электричестве.[0037] In some embodiments, the heat transfer medium may circulate in a closed loop system. In this regard, the heater can be configured to heat the heat transfer medium to a high temperature. The heater can be placed on the surface and can be configured to work with a variety of energy sources. For example, in one embodiment,
[0038] Теплопередающая среда нагревается нагревателем до очень высокой температуры. В связи с этим у теплопередающей среды должна быть очень высокая температура кипения. В одном варианте осуществления теплопередающей средой является расплавленная соль с температурой кипения около 1150°F. Благодаря этому нагреватель нагревает теплопередающую среду до температуры выше чем 1150°F. В других вариантах осуществления теплопередающая среда нагревается до температуры 900°F или до иной температуры. Предпочтительно, теплопередающая среда нагревается до температуры, которая превышает 700°F.[0038] The heat transfer medium is heated by the heater to a very high temperature. In this regard, the heat transfer medium must have a very high boiling point. In one embodiment, the heat transfer medium is a molten salt with a boiling point of about 1150 ° F. Due to this, the heater heats the heat transfer medium to a temperature higher than 1150 ° F. In other embodiments, the heat transfer medium is heated to a temperature of 900 ° F. or to a different temperature. Preferably, the heat transfer medium is heated to a temperature that exceeds 700 ° F.
[0039] Насос теплопередающей среды располагают предпочтительно на холодной стороне нагревателя. Этот насос может быть доведен до размеров в соответствии с конкретными потребностями реализуемой системы. Кроме того, в замкнутый контур входит баллон резервного хранения, содержащий дополнительное количество теплопередающей среды для обеспечения достаточного количества теплопередающей среды в системе.[0039] The heat transfer medium pump is preferably located on the cold side of the heater. This pump can be sized to meet the specific needs of the system being implemented. In addition, the backup loop containing an additional amount of heat transfer medium is included in the closed loop to provide a sufficient amount of heat transfer medium in the system.
[0040] Концентричность различных колонн в первом стволе скважины 130 показана на виде в разрезе, изображенном на фигуре 1 и выполненном вдоль I-I. В показанном варианте осуществления горячая теплопередающая среда течет вниз по внутренней колонне 112, а охлажденная теплопередающая среда возвращается вверх по второй внутренней колонне 114. Между двумя внутренними колоннами предусмотрен слой изоляции, чтобы предотвратить обратную передачу тепла от нагретой теплопередающей среды к охлажденной теплопередающей среде. Подача питательной воды осуществляется вниз через самую дальнюю от центра колонну 120. Благодаря этому подаваемая питательная вода может поглощать некоторое остаточное тепло от возвращающейся охлажденной теплопередающей среды.[0040] The concentricity of the various columns in the
[0041] Обратимся теперь к фигуре 2, на которой изображен вид устройства 100а горизонтального ствола скважины в разрезе в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения. Вариант осуществления, показанный на фигуре 2, аналогичен изображенному на фигуре 1, но с одним каналом ствола скважины. Вследствие этого один вертикальный канал ствола скважины расщепляется на два горизонтальных ствола скважины 130, 140. Вследствие этого концентричность колонны включает в себя технологическую линию 190, как показано на сечении на фигуре 2, выполненном вдоль II-II. В показанном варианте осуществления горячая теплопередающая среда течет вниз по внутренней колонне 112, а охлажденная теплопередающая среда возвращается вверх по второй внутренней колонне 114. Между двумя внутренними колоннами предусмотрен слой изоляции, чтобы предотвратить обратную передачу тепла от нагретой теплопередающей среды к охлажденной теплопередающей среде. Подача питательной воды осуществляется вниз через третью внутреннюю колонну 120. И, наконец, самая дальняя от центра колонна 190, которая может быть лишь частично концентрической, используется для транспортировки добытых ресурсов на поверхность.[0041] Turning now to FIG. 2, a sectional view of a
[0042] Обратимся теперь к фигуре 3, на которой изображена схематическая иллюстрация скважинного теплообменника. В скважинном теплообменнике 110, изображенном на фигуре 3, впускная труба 112 соединяется с трубой 302 теплообменника внутри части 126 паровой камеры скважинного теплообменника 110. Теплопередающая среда из этой впускной трубы 112 проходит через трубу теплообменника. Тепло от трубы 302 теплообменника испаряет поданную питательную воду в колонне 120 внутри части 126 паровой камеры. Пар подается в часть 126 паровой камеры так, чтобы пар равномерно распределялся и поддерживался в высоком качестве или даже перегретым теплом от расширяющейся книзу трубы 302 теплообменника. После прохождения через скважинный теплообменник 110 и трубы 302 теплообменника возвращаемая теплопередающая среда поднимается в выпускную трубу 114.[0042] Turning now to FIG. 3, a schematic illustration of a downhole heat exchanger is shown. In the
[0043] Комплект 303 пакера с питающий клапаном 304 управляет интенсивностью потока питательной воды в скважинном теплообменнике 110. В одном варианте осуществления питающий клапан 304 реагирует на разность давлений подаваемой питательной воды у основания колонны 120 подаваемой питательной воды и давления в части 126 паровой камеры так, что поддерживается высокое значение качества пара.[0043] A
[0044] В одном варианте осуществления образование накипи в трубе 302 теплообменника снижается благодаря узкому диаметру трубы, которая вызывает регулярное отслаивание накипи. Эта отслоившаяся накипь может затем образовываться у основания теплообменника 110. Продувочный клапан 124 может периодически открываться для дренажа этой скопившейся накипи в отстойник ствола скважины.[0044] In one embodiment, the formation of scale in the heat exchanger pipe 302 is reduced due to the narrow diameter of the pipe, which causes regular scaling. This exfoliated scum may then form at the base of the
[0045] Обратимся теперь к фигуре 4, на которой изображена схематическая иллюстрация другого варианта осуществления скважинного теплообменника. Скважинный теплообменник 210, показанный на фигуре 4, подобен скважинному теплообменнику 110, показанному на фигуре 3. В варианте осуществления, представленном на фигуре 4, линия 223, содержащая горячую теплопередающую среду, может проходить ниже теплообменного положения. Благодаря этому передача тепла от теплопередающей среды горячей питательной воде или пару может быть обеспечена глубже в вертикальном канале ствола скважины.[0045] Turning now to FIG. 4, a schematic illustration of another embodiment of a downhole heat exchanger is shown. The
[0046] Обратимся теперь к фигуре 5, на которой изображен вид устройства 400 горизонтального ствола скважины в разрезе в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения.[0046] Turning now to FIG. 5, a cross-sectional view of a
[0047] В варианте осуществления, показанном на фигуре 5, первый ствол скважины 430 включает в себя концентрические колонны, сформированные для протекания через них различных текучих сред. Теплопередающая среда закачивается в первый ствол скважины 430 по системе 410 с замкнутым контуром. Горячая теплопередающая среда подается в первый ствол скважины 430 по линии 412 горячей теплопередающей среды, а охлажденная теплопередающая среда возвращается по обратной линии 414. Для того чтобы свести к минимуму потери тепла от горячей теплопередающей среды, между линией 412 горячей теплопередающей среды и обратной линией 414 может быть предусмотрена изоляция 428. Котел 411 нагревает теплопередающую среду для закачки в ствол скважины. Система с замкнутым контуром 410 может включать в себя другие компоненты, такие как насос и резервуар теплопередающей среды. Теплопередающая среда циркулирует, по существу, по всей длине первого горизонтального ствола скважины 430.[0047] In the embodiment shown in FIG. 5, the
[0048] Горячая питательная вода закачивается в первый ствол скважины 430 по линии 420. На горизонтальном участке линия 420 горячей питательной воды расположена над линиями 412, 414 теплопередающей среды. Передача тепла от линий 412, 414 теплопередающей среды к линии 420 горячей питательной воды и впрыскивание на теплообменнике производит пар, который вводится в углеводороды из отложений подземного пласта. Кроме того, тепло от линий 412, 414 теплопередающей среды может быть передано непосредственно углеводородному пласту, окружающему первый ствол скважины 430.[0048] Hot feed water is pumped into the
[0049] Как отмечалось выше, пар добавляет тепловую энергию углеводородам из подземного пласта и служит для снижения вязкости углеводородов из подземных пластов, в результате чего углеводороды из подземного пласта текут вниз под действием силы тяжести. Текущие вниз углеводороды из подземного пласта захватываются во второй ствол скважины, который является стволом 440 эксплуатационной скважины. Углеводороды из подземного пласта, захваченные стволом 440 эксплуатационной скважины, транспортируются в одну или нескольких цистерн 499 на поверхности, например, по технологической линии 490.[0049] As noted above, steam adds thermal energy to hydrocarbons from the subterranean formation and serves to reduce the viscosity of hydrocarbons from the subterranean formations, resulting in hydrocarbons from the subterranean formation flowing down due to gravity. Downstream hydrocarbons from the subterranean formation are captured in a second wellbore, which is the
[0050] Нагретая теплопередающая среда прокачивается через впускную колонну 412 теплопередающей среды с очень высокой интенсивностью, чтобы свести к минимуму потери тепла в морской питательной воде. В одном варианте осуществления впускная колонна 412 теплопередающей среды представляет собой трубу, имеющую диаметр около 0,75 дюйма или более. В других вариантах осуществления впускная колонна 412 теплопередающей среды может быть доведена до требуемого размера в соответствии с такими факторами, как, например, производительность насоса, расстояние между поверхностью и горизонтальной частью насоса и тип теплопередающей среды.[0050] The heated heat transfer medium is pumped through the
[0051] После передачи тепла от теплопередающей среды питательной воде охладившаяся теплопередающая среда возвращается на поверхность через выпускную колонну 414 холодной теплопередающей среды. Между впускной колонной 412 теплопередающей среды и выпускной колонной 414 холодной теплопередающей среды может быть предусмотрен слой изоляции 428. В концентрической конфигурации выпускная колонна 114 холодной теплопередающей среды является затрубьем. В одном варианте осуществления затрубье имеет наружный диаметр от 2,5 до 3 дюймов, а в конкретном варианте осуществления имеет наружный диаметр 2,875 дюйма.[0051] After heat transfer from the heat transfer medium to the feed water, the cooled heat transfer medium is returned to the surface through the outlet
[0052] Теплопередающая среда нагревается нагревателем до очень высокой температуры. В связи с этим у теплопередающей среды должна быть очень высокая температура кипения. В одном варианте осуществления теплопередающей средой является расплавленная соль с температурой кипения около 1150°F. Благодаря этому нагреватель нагревает теплопередающую среду до температуры, равной 1150°F. В других вариантах теплопередающая среда нагревается до температуры 900°F или до иной температуры. Предпочтительно, теплопередающая среда нагревается до температуры, которая превышает 700°F. Специалистом в данной области техники рассматриваются как подходящей теплопередающей среды, которая может быть введена в ствол скважины, такие как дизельное топливо, газойль, расплавленный натрий и синтетические теплопередающие среды, например теплопередающая среда THERMINOL 59, которая поставляется компанией Solutia, Inc., теплопередающая среда MARLOTHERM, которая поставляется компанией Condea Vista Co., и теплопередающие среды SYLTHERM и DOWTHERM, которые поставляет компания Dow Chemical Company.[0052] The heat transfer medium is heated by the heater to a very high temperature. In this regard, the heat transfer medium must have a very high boiling point. In one embodiment, the heat transfer medium is a molten salt with a boiling point of about 1150 ° F. Due to this, the heater heats the heat transfer medium to a temperature of 1150 ° F. In other embodiments, the heat transfer medium is heated to a temperature of 900 ° F or to a different temperature. Preferably, the heat transfer medium is heated to a temperature that exceeds 700 ° F. One of ordinary skill in the art will consider a suitable heat transfer medium that can be introduced into the wellbore, such as diesel fuel, gas oil, molten sodium, and synthetic heat transfer media, for example, THERMINOL 59 heat transfer medium supplied by Solutia, Inc., MARLOTHERM heat transfer medium , which is supplied by Condea Vista Co., and the heat transfer media SYLTHERM and DOWTHERM, supplied by Dow Chemical Company.
[0053] Насос теплопередающей среды располагают предпочтительно на холодной стороне нагревателя 411. Этот насос может быть выполнен требуемых размеров в соответствии с конкретными потребностями реализуемой системы. Кроме того, в замкнутый контур входит баллон резервного хранения, содержащий дополнительную теплопередающую среду для обеспечения достаточного количества теплопередающей среды в системе.[0053] The heat transfer medium pump is preferably located on the cold side of the
[0054] Различные варианты осуществления концентричности различных колонн в первом стволе скважины 430 показаны на виде в разрезе, изображенном на фигуре 5 и выполненном вдоль V-V. В показанных вариантах осуществления горячая теплопередающая среда течет вниз по внутренней колонне 412, а колонна 414 охлажденной теплопередающей среды может быть вторым внутренним кольцом, за которым следует колонна 420 питательной воды. В другом иллюстрированном варианте осуществления может выполняться переключение между колонной 414 охлажденной теплопередающей среды и колонной 420 питательной воды. Между двумя внутренними колоннами предусмотрен слой изоляции, чтобы предотвратить передачу тепла от нагретой теплопередающей среды.[0054] Various embodiments of concentricity of various columns in a
[0055] В варианте осуществления, показанном на фигуре 5, горизонтальная часть первого ствола скважины 430 разделена на множество паровых камер 450. Эти паровые камеры разделены пакерами 452, которые содержат клапаны для обеспечения выравнивания давления пара в каждой паровой камере 450. Кроме того, каждая камера 450 может включать в себя теплообменник 454 для обеспечения передачи тепла между теплопередающей средой во впускной колонне 412 и подаваемой питательной водой. Разделение горизонтальной части на множество камер 450 в сочетании с теплообменниками 454 улучшает распределение и повышает качество пара в этой горизонтальной части, тем самым увеличивая добычу углеводородов из подземного пласта, например. Эти теплообменники могут включать в себя трубу теплообменника, аналогичную трубе 302, описанной выше со ссылкой на фигуре 3.[0055] In the embodiment shown in FIG. 5, the horizontal portion of the
[0056] Обратимся теперь к фигуре 6, на которой изображен вид устройства 400а горизонтального ствола скважины в разрезе в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения. Вариант осуществления, показанный на фигуре 6, аналогичен изображенному на фигуре 5, но с одним каналом ствола скважины. Вследствие этого один вертикальный канал ствола скважины расщепляется на два горизонтальных ствола скважины 430, 440. Вследствие этого концентричность колонны включает в себя технологическую линию 490, как показано на сечении на фигуре 6, выполненном вдоль VI-VI. В показанном варианте осуществления горячая теплопередающая среда течет вниз по внутренней колонне 112, а охлажденная теплопередающая среда и питательная вода транспортируются во второй и третьей колоннах. Между двумя внутренними колоннами предусмотрен слой изоляции, чтобы предотвратить передачу тепла от нагретой теплопередающей среды. И, наконец, самая дальняя от центра колонна 490, которая может быть лишь частично концентрической, используется для транспортировки добытых ресурсов на поверхность.[0056] Turning now to FIG. 6, a cross-sectional view of a
[0057] Обратимся теперь к фигуре 7, на которой изображен вид устройства горизонтального ствола скважины в разрезе в соответствии с другим вариантом осуществления. Это устройство 500 горизонтального ствола скважины включает в себя первый ствол скважины 530 для обеспечения тепловой энергией углеводородов из подземного пласта и ствол 540 эксплуатационной скважины, предназначенный для доставки извлеченных углеводородов из подземного пласта на поверхность. В варианте осуществления, показанном на фигуре 7, теплопередающая среда закачивается в первый ствол скважины 530 по системе 510 с замкнутым контуром. Горячая теплопередающая среда закачивается в первый ствол скважины 530 по линии 512 горячей теплопередающей среды, а охлажденная теплопередающая среда возвращается по обратной линии 514. Для того чтобы свести к минимуму потери тепла от горячей теплопередающей среды, между линией 512 горячей теплопередающей среды и обратной линией 514 может быть предусмотрена изоляция 528. Котел 511 нагревает теплопередающую среду для закачки в ствол скважины. Система 510 с замкнутым контуром может включать в себя другие компоненты, такие как насос и резервуар теплопередающей среды. Теплопередающая среда циркулирует, по существу, по всей длине горизонтального первого ствола скважины 530.[0057] Turning now to FIG. 7, a sectional view of a horizontal wellbore arrangement is shown in accordance with another embodiment. This
[0058] В варианте осуществления, показанном на фигуре 7, нет необходимости для ввода горячей питательной воды в ствол скважины. Вместо этого тепловая энергия за счет кондуктивного тепла и/или тепла окружающей среды передается непосредственно от линий 512, 514 теплопередающей среды к углеводородам из подземного пласта, окружающего первый ствол скважины 530. Благодаря этому углеводороды из подземного пласта, захваченные стволом 540 эксплуатационной скважины, имеют значительно более высокое отношение количества углеводородов к количеству питательной воды. Горизонтальный ствол скважины включает в себя теплообменники 550 для обеспечения непосредственной передачи кондуктивного тепла и/или тепла окружающей среды от теплопередающей среды к углеводородам из залежей подземного пласта.[0058] In the embodiment shown in FIG. 7, it is not necessary to introduce hot feed water into the wellbore. Instead, thermal energy is transferred directly from the
[0059] Концентричность различных колонн в первом стволе скважины 530 показана на виде в разрезе, изображенном на фигуре 7 и выполненном вдоль VII-VII. В показанном варианте осуществления горячая теплопередающая среда течет вниз по внутренней колонне 512, а охлажденная теплопередающая среда возвращается вверх по внешней колонне 514. Между этими двумя колоннами предусмотрен слой изоляции, чтобы предотвратить обратную передачу тепла от нагретой теплопередающей среды к охлажденной теплопередающей среде.[0059] The concentricity of the various columns in the
[0060] Обратимся теперь к фигуре 8, на которой изображен вид устройства 500а горизонтального ствола скважины в разрезе в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения. Вариант осуществления, показанный на фигуре 8, аналогичен изображенному на фигуре 7, но с одним каналом ствола скважины. Вследствие этого один вертикальный канал ствола скважины расщепляется на два горизонтальных ствола скважины 530, 540. Вследствие этого концентричность колонн включает в себя технологическую линию 590, как показано на сечении Фигуры 8, выполненном вдоль VIII-VIII. В показанном варианте осуществления горячая теплопередающая среда течет вниз по внутренней колонне 512, а охлажденная теплопередающая среда транспортируется по внешней колонне. Между двумя колоннами предусмотрен слой изоляции, чтобы предотвратить передачу тепла от нагретой теплопередающей среды. И, наконец, самая дальняя от центра колонна 590, которая может быть лишь частично концентрической, используется для транспортировки добытых ресурсов на поверхность.[0060] Turning now to FIG. 8, a cross-sectional view of a
[0061] Таким образом, описанные здесь варианты осуществления большей частью относятся к системам, способам и обогревателям для обработки подземного пласта. Варианты осуществления, описанные здесь, также большей частью относятся к нагревателям, которые содержат в себе новые компоненты. Такие обогреватели могут быть применены с помощью систем и способов, описанных здесь.[0061] Thus, the embodiments described herein relate mostly to systems, methods, and heaters for treating an underground formation. The embodiments described herein also mostly relate to heaters that contain new components. Such heaters can be applied using the systems and methods described herein.
[0062] В некоторых вариантах осуществления настоящее изобретение предоставляет одну или несколько систем, способов и/или нагревателей. В некоторых вариантах осуществления эти системы, способы и/или нагреватели используются для обработки подземного пласта.[0062] In some embodiments, the present invention provides one or more systems, methods, and / or heaters. In some embodiments, these systems, methods, and / or heaters are used to treat a subterranean formation.
[0063] В некоторых вариантах осуществления система термического воздействия in situ для получения углеводородов из подземного пласта включает в себя множество стволов скважин в пласте, трубопроводы, расположенные, по меньшей мере, в двух из стволов скважин, систему закачивания жидкости, соединенную с трубопроводами, и подвод тепла, настроенный для нагрева теплопередающей среды, постоянно циркулирующего через трубопроводы, чтобы поднимать температуру пласта до температур, которые обеспечивают возможность добычи углеводородов из пласта.[0063] In some embodiments, an in situ thermal stimulation system for producing hydrocarbons from a subterranean formation includes a plurality of wellbores in the formation, pipelines located in at least two of the wellbores, a fluid injection system coupled to the pipelines, and a heat supply configured to heat a heat transfer medium that constantly circulates through pipelines to raise the temperature of the formation to temperatures that allow hydrocarbons to be produced from the formation.
[0064] В некоторых вариантах осуществления способ нагрева подземного пласта включает в себя нагрев теплопередающей среды с использованием теплообмена с подводом тепла, постоянное закачивание теплопередающей среды по трубопроводам в пласте для нагрева части пласта, чтобы обеспечить возможность добычи углеводородов из пласта, и добычу углеводородов из пласта.[0064] In some embodiments, a method for heating an underground formation includes heating a heat transfer medium using heat transfer with heat input, continuously pumping a heat transfer medium through pipelines in the formation to heat a portion of the formation, to allow production of hydrocarbons from the formation, and production of hydrocarbons from the formation .
[0065] В некоторых вариантах осуществления способ нагрева подземного пласта включает в себя подачу теплопередающей среды от котла, находящегося на поверхности, в теплообменник, нагрев теплопередающей среды до первой температуры, протекание теплопередающей среды через части нагревателя в отстойник, в котором тепло передается от части нагревателя к области обработки пласта, газлифтный подъем теплопередающей среды на поверхность из отстойника и возвращение, по меньшей мере, части теплопередающей среды в емкость.[0065] In some embodiments, a method for heating an underground formation includes supplying a heat transfer medium from a surface-mounted boiler to a heat exchanger, heating the heat transfer medium to a first temperature, flowing the heat transfer medium through parts of the heater to a sump in which heat is transferred from the part of the heater to the reservoir treatment area, the gas lift lift of the heat transfer medium to the surface from the sump and the return of at least a portion of the heat transfer medium to the tank.
[0066] В других вариантах осуществления признаки конкретных вариантов осуществления могут сочетаться с признаками других вариантов осуществления. Например, признаки одного варианта осуществления могут быть объединены с признаками любого другого варианта осуществления.[0066] In other embodiments, features of specific embodiments may be combined with features of other embodiments. For example, features of one embodiment may be combined with features of any other embodiment.
[0067] В других вариантах осуществления обработка подземного пласта производится с помощью любого из описанных здесь способов, систем или нагревателей.[0067] In other embodiments, the subterranean formation is treated using any of the methods, systems, or heaters described herein.
[0068] В других вариантах осуществления к описанным здесь конкретным вариантам осуществления могут быть добавлены дополнительные признаки.[0068] In other embodiments, additional features may be added to the specific embodiments described herein.
[0069] Приведенное выше описание вариантов осуществления было приведено с целью иллюстрации и описания. Приведенное выше описание не имеет целью быть исчерпывающим или ограничивать варианты осуществления настоящего изобретения точно описанной формой; и модификации и изменения являются возможными в свете упомянутых выше идей, или они могут быть получены из применения на практике различных вариантов осуществления. Варианты осуществления изобретения, обсуждаемые здесь, были выбраны и описаны для разъяснения принципов и характера различных вариантов осуществления и их практического применения, чтобы позволить специалистам в данной области техники использовать настоящее изобретение в различных вариантах осуществления и с различными модификациями, соответствующими планируемому конкретному применению. Описанные здесь признаки различных вариантов осуществления могут комбинироваться во всевозможных сочетаниях способов, устройств, модулей, систем и компьютерных программных продуктов.[0069] The above description of embodiments has been provided for the purpose of illustration and description. The above description is not intended to be exhaustive or to limit the embodiments of the present invention to a precisely described form; and modifications and changes are possible in light of the above ideas, or they can be obtained from the practical application of various embodiments. The embodiments of the invention discussed here have been selected and described to explain the principles and nature of the various embodiments and their practical application, in order to enable those skilled in the art to use the present invention in various embodiments and with various modifications appropriate to the intended use. The features of various embodiments described herein may be combined in all kinds of combinations of methods, devices, modules, systems, and computer software products.
Claims (19)
нагрев теплопередающей среды в нагревателе, расположенном на поверхности,
закачивание теплопередающей среды из нагревателя в вертикальный канал и вниз по внутренней первой колонне концентрических колонн к теплообменнику, расположенному в горизонтальном стволе скважины, и вверх из теплообменника к поверхности по второй колонне концентрических колонн, и
выработку пара в горизонтальном стволе скважины путем подачи питательной воды с поверхности в вертикальный канал по третьей колонне концентрических колонн к паровой камере, расположенной в горизонтальном стволе скважины, отделенной пакерами и содержащей указанный теплообменник, причем труба теплообменника передает тепло от теплопередающей среды к питательной воде, впрыскивание питательной воды в пар в паровой камере, чтобы вызвать нагрев подземного пласта с помощью тепловой энергии, добавленной паром из паровой камеры.1. The method of supplying thermal energy to a horizontal wellbore located in an underground formation through a vertical channel connected to it, including:
heating the heat transfer medium in a heater located on the surface,
pumping heat transfer medium from the heater into a vertical channel and down the inner first column of concentric columns to a heat exchanger located in the horizontal wellbore and upward from the heat exchanger to the surface along the second column of concentric columns, and
steam generation in a horizontal wellbore by supplying feedwater from a surface to a vertical channel through a third column of concentric columns to a steam chamber located in a horizontal wellbore separated by packers and containing said heat exchanger, the heat exchanger pipe transferring heat from the heat transfer medium to the feed water, injection feed water into the steam in the steam chamber to cause heating of the subterranean formation using heat energy added by steam from the steam chamber.
нагреватель, расположенный на поверхности и предназначенный для нагрева теплопередающей среды,
паровую камеру, отделенную пакерами, расположенную в положении внутри горизонтального ствола скважины и содержащую теплообменник,
систему с контуром теплопередающей среды, содержащую концентрические колонны для потока нагретой теплопередающей среды, охлажденной теплопередающей среды и питательной воды, причем внутренняя первая колонна и вторая колонна концентрических колонн соединяют нагреватель с теплообменником для подвода нагретой теплопередающей среды по стволам скважины к теплообменнику и возвращения охлажденной теплопередающей среды из теплообменника в нагреватель, и
систему подачи питательной воды, соединенную с третьей колонной концентрических колонн для подачи питательной воды с поверхности в вертикальный канал и к паровой камере, при этом теплообменник имеет трубу для передачи тепла от нагретой теплопередающей среды к питательной воде для выработки пара в паровой камере и чтобы вызвать нагрев подземной области с помощью тепловой энергии, добавленной паром из паровой камеры.8. A system for supplying thermal energy to a horizontal wellbore located in an underground formation through a vertical channel connected to it, comprising:
a heater located on the surface and designed to heat the heat transfer medium,
a steam chamber separated by packers located in a position within the horizontal wellbore and comprising a heat exchanger,
a system with a heat transfer medium circuit containing concentric columns for the flow of heated heat transfer medium, cooled heat transfer medium and feed water, the inner first column and the second column of concentric columns connecting the heater to the heat exchanger for supplying the heated heat transfer medium through the boreholes to the heat exchanger and returning the cooled heat transfer medium from the heat exchanger to the heater, and
a feed water supply system connected to a third column of concentric columns for supplying feed water from the surface to the vertical channel and to the steam chamber, the heat exchanger having a pipe for transferring heat from the heated heat transfer medium to the feed water to generate steam in the steam chamber and to cause heating underground area using heat energy added by steam from the steam chamber.
второй горизонтальный ствол скважины, предназначенный для сбора разжижаемых нефтяных залежей, и
технологическую линию, предназначенную для передачи разжижаемых нефтяных залежей на поверхность.9. The system of claim 8, further comprising:
a second horizontal wellbore for collecting liquefied petroleum deposits, and
a production line designed to transfer liquefied petroleum deposits to the surface.
нагреватель, расположенный на поверхности и предназначенный для нагрева теплопередающей среды,
паровую камеру, отделенную комплектом пакеров, расположенную в положении внутри вертикального канала и содержащую теплообменник и отверстия для направления пара из паровой камеры в горизонтальный ствол скважины,
систему с контуром теплопередающей среды, содержащую концентрические колонны для потока нагретой теплопередающей среды, охлажденной теплопередающей среды и питательной воды, причем внутренняя первая колонна и вторая колонна концентрических колонн соединяют нагреватель с теплообменником для подвода нагретой теплопередающей среды по вертикальному каналу к теплообменнику и возвращения охлажденной теплопередающей среды из теплообменника в нагреватель, и
систему подачи питательной воды, соединенную с третьей колонной концентрических колонн и предназначенную для подачи питательной воды с поверхности в вертикальный канал и к паровой камере,
при этом теплообменник имеет трубу для передачи тепла от нагретой теплопередающей среды к питательной воде для выработки пара в паровой камере и чтобы вызвать нагрев подземной области с помощью тепловой энергии, добавленной паром из паровой камеры, направляемым в горизонтальный ствол скважины через вертикальный канал и отверстия.18. A system for supplying thermal energy to a horizontal wellbore located in an underground formation through a vertical channel connected to it, comprising:
a heater located on the surface and designed to heat the heat transfer medium,
a steam chamber, separated by a set of packers, located in a position inside the vertical channel and containing a heat exchanger and holes for directing steam from the steam chamber to the horizontal wellbore,
a system with a heat transfer medium circuit containing concentric columns for the flow of heated heat transfer medium, cooled heat transfer medium and feed water, the inner first column and the second column of concentric columns connecting the heater to the heat exchanger for supplying the heated heat transfer medium through a vertical channel to the heat exchanger and returning the cooled heat transfer medium from the heat exchanger to the heater, and
a feed water supply system connected to a third column of concentric columns and designed to supply feed water from the surface to the vertical channel and to the steam chamber,
wherein the heat exchanger has a pipe for transferring heat from the heated heat transfer medium to the feed water to generate steam in the steam chamber and to cause heating of the underground region using heat energy added by steam from the steam chamber directed into the horizontal wellbore through a vertical channel and openings.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US37477810P | 2010-08-18 | 2010-08-18 | |
| US61/374,778 | 2010-08-18 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013111632/03A Division RU2574743C2 (en) | 2010-08-18 | 2011-08-18 | Methods and systems for increased delivery of thermal energy for horizontal boreholes |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2601626C1 true RU2601626C1 (en) | 2016-11-10 |
Family
ID=45605437
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015148619/03A RU2601626C1 (en) | 2010-08-18 | 2011-08-18 | Method and system for supply of heat energy to horizontal well bore |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US9200505B2 (en) |
| CN (1) | CN103154431B (en) |
| BR (1) | BR112013003712A2 (en) |
| CA (1) | CA2808416C (en) |
| CO (1) | CO6680714A2 (en) |
| EC (1) | ECSP13012497A (en) |
| IL (1) | IL224258A (en) |
| MX (1) | MX336326B (en) |
| RU (1) | RU2601626C1 (en) |
| WO (1) | WO2012024541A1 (en) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013142242A1 (en) * | 2012-03-21 | 2013-09-26 | Future Energy, Llc | Methods and systems for downhole thermal energy for vertical wellbores |
| CA2929750C (en) * | 2013-11-06 | 2018-02-27 | Nexen Energy Ulc | Processes for producing hydrocarbons from a reservoir |
| CN106460486B (en) * | 2014-04-01 | 2021-10-22 | 未来E蒸汽有限责任公司 | Thermal energy transfer and oil recovery apparatus and method thereof |
| CN104563989A (en) * | 2014-12-26 | 2015-04-29 | 中国石油天然气股份有限公司 | In-the-same-well injection-production thermal production method for horizontal well and pipe column for method |
| CN105386732A (en) * | 2015-12-08 | 2016-03-09 | 中国石油天然气股份有限公司 | Tool applied to underground hot water circulation |
| CA2929924C (en) * | 2016-05-12 | 2020-03-10 | Nexen Energy Ulc | Processes for producing hydrocarbons from a reservoir |
| CN107654222A (en) * | 2017-08-28 | 2018-02-02 | 新疆国利衡清洁能源科技有限公司 | Fossil energy recovery method and system |
| US10125587B1 (en) * | 2018-06-04 | 2018-11-13 | Fire Rock Energy, LLC | Systems and methods for the in situ recovery of hydrocarbonaceous products from oil shale and/or oil sands |
| CN108952653A (en) * | 2018-07-19 | 2018-12-07 | 新疆博凯通益石油科技有限公司 | The thickened oil recovery method of electric heating assisted gravity oil drainage |
| WO2022133579A1 (en) * | 2020-12-23 | 2022-06-30 | Radiance Oil Corp. | Method and apparatus for heavy oil recovery |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2026966C1 (en) * | 1992-02-26 | 1995-01-20 | Северный филиал "ТюменНИИГипрогаза" | Method for operation of oil and gas wells |
| RU2035588C1 (en) * | 1991-09-16 | 1995-05-20 | институт проблем геотермии Дагестанского научного центра РАН | Steam-power unit for geothermal power plant |
| RU2060378C1 (en) * | 1993-04-06 | 1996-05-20 | Александр Константинович Шевченко | Method for developing oil stratum |
| US5816325A (en) * | 1996-11-27 | 1998-10-06 | Future Energy, Llc | Methods and apparatus for enhanced recovery of viscous deposits by thermal stimulation |
Family Cites Families (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3237689A (en) | 1963-04-29 | 1966-03-01 | Clarence I Justheim | Distillation of underground deposits of solid carbonaceous materials in situ |
| US3205012A (en) | 1963-05-01 | 1965-09-07 | William B Dancy | Solution mining system using heat exchange tubes |
| US3438442A (en) | 1966-07-29 | 1969-04-15 | Shell Oil Co | Low-temperature packer |
| US3493050A (en) | 1967-01-30 | 1970-02-03 | Kork Kelley | Method and apparatus for removing water and the like from gas wells |
| GB1228437A (en) | 1968-07-05 | 1971-04-15 | ||
| US3498381A (en) | 1968-07-25 | 1970-03-03 | Marathon Oil Co | Method for injection of hot fluids into an underground formation |
| US4085803A (en) | 1977-03-14 | 1978-04-25 | Exxon Production Research Company | Method for oil recovery using a horizontal well with indirect heating |
| US4641710A (en) | 1984-10-04 | 1987-02-10 | Applied Energy, Inc. | Enhanced recovery of subterranean deposits by thermal stimulation |
| US4671351A (en) | 1985-07-17 | 1987-06-09 | Vertech Treatment Systems, Inc. | Fluid treatment apparatus and heat exchanger |
| US4803054A (en) | 1987-03-13 | 1989-02-07 | Vertech Treatment Systems, Inc. | Asymmetric heat-exchange reaction apparatus for effecting chemical reactions |
| US5052482A (en) | 1990-04-18 | 1991-10-01 | S-Cal Research Corp. | Catalytic downhole reactor and steam generator |
| US5040605A (en) | 1990-06-29 | 1991-08-20 | Union Oil Company Of California | Oil recovery method and apparatus |
| US6880635B2 (en) | 2000-04-24 | 2005-04-19 | Shell Oil Company | In situ production of synthesis gas from a coal formation, the synthesis gas having a selected H2 to CO ratio |
| AU2002359315B2 (en) * | 2001-10-24 | 2007-11-29 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | In situ thermal processing of a hydrocarbon containing formation via backproducing through a heater well |
| US7147057B2 (en) * | 2003-10-06 | 2006-12-12 | Halliburton Energy Services, Inc. | Loop systems and methods of using the same for conveying and distributing thermal energy into a wellbore |
| US7743826B2 (en) | 2006-01-20 | 2010-06-29 | American Shale Oil, Llc | In situ method and system for extraction of oil from shale |
| US7921907B2 (en) | 2006-01-20 | 2011-04-12 | American Shale Oil, Llc | In situ method and system for extraction of oil from shale |
| CA2667274A1 (en) | 2006-10-20 | 2008-05-02 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Systems and processes for use in treating subsurface formations |
| US8235110B2 (en) * | 2006-12-13 | 2012-08-07 | Gushor Inc. | Preconditioning an oilfield reservoir |
| EP2142758A1 (en) | 2007-04-20 | 2010-01-13 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Parallel heater system for subsurface formations |
| US8955591B1 (en) | 2010-05-13 | 2015-02-17 | Future Energy, Llc | Methods and systems for delivery of thermal energy |
-
2011
- 2011-08-18 CA CA2808416A patent/CA2808416C/en active Active
- 2011-08-18 CN CN201180048108.2A patent/CN103154431B/en not_active Expired - Fee Related
- 2011-08-18 MX MX2013001893A patent/MX336326B/en unknown
- 2011-08-18 BR BR112013003712-1A patent/BR112013003712A2/en not_active Application Discontinuation
- 2011-08-18 US US13/817,428 patent/US9200505B2/en active Active
- 2011-08-18 WO PCT/US2011/048325 patent/WO2012024541A1/en active Application Filing
- 2011-08-18 RU RU2015148619/03A patent/RU2601626C1/en not_active IP Right Cessation
-
2013
- 2013-01-16 IL IL224258A patent/IL224258A/en active IP Right Grant
- 2013-03-15 CO CO13052526A patent/CO6680714A2/en unknown
- 2013-03-18 EC ECSP13012497 patent/ECSP13012497A/en unknown
-
2015
- 2015-10-29 US US14/926,556 patent/US9464514B2/en active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2035588C1 (en) * | 1991-09-16 | 1995-05-20 | институт проблем геотермии Дагестанского научного центра РАН | Steam-power unit for geothermal power plant |
| RU2026966C1 (en) * | 1992-02-26 | 1995-01-20 | Северный филиал "ТюменНИИГипрогаза" | Method for operation of oil and gas wells |
| RU2060378C1 (en) * | 1993-04-06 | 1996-05-20 | Александр Константинович Шевченко | Method for developing oil stratum |
| US5816325A (en) * | 1996-11-27 | 1998-10-06 | Future Energy, Llc | Methods and apparatus for enhanced recovery of viscous deposits by thermal stimulation |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BR112013003712A2 (en) | 2020-06-23 |
| MX2013001893A (en) | 2013-10-03 |
| CA2808416C (en) | 2016-06-07 |
| RU2013111632A (en) | 2014-09-27 |
| CN103154431A (en) | 2013-06-12 |
| IL224258A (en) | 2016-10-31 |
| CN103154431B (en) | 2016-08-03 |
| US20160047214A1 (en) | 2016-02-18 |
| US9200505B2 (en) | 2015-12-01 |
| MX336326B (en) | 2016-01-15 |
| ECSP13012497A (en) | 2014-06-30 |
| US20130312959A1 (en) | 2013-11-28 |
| CO6680714A2 (en) | 2013-05-31 |
| WO2012024541A1 (en) | 2012-02-23 |
| US9464514B2 (en) | 2016-10-11 |
| CA2808416A1 (en) | 2012-02-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2601626C1 (en) | Method and system for supply of heat energy to horizontal well bore | |
| US11788393B2 (en) | Thermal energy delivery and oil production arrangements and methods thereof | |
| US7367399B2 (en) | Loop systems and methods of using the same for conveying and distributing thermal energy into a wellbore | |
| JP5611961B2 (en) | Heating of a circulating heat transfer fluid in a subsurface hydrocarbon formation. | |
| US4640352A (en) | In-situ steam drive oil recovery process | |
| CA2760967C (en) | In situ method and system for extraction of oil from shale | |
| US8464792B2 (en) | Conduction convection reflux retorting process | |
| US9670761B2 (en) | Methods and systems for downhole thermal energy for vertical wellbores | |
| EA014196B1 (en) | Systems and methods for producing hydrocarbons from tar sands with heat created drainage paths | |
| CA2842365A1 (en) | Apparatus and methods for recovery of hydrocarbons | |
| RU2574743C2 (en) | Methods and systems for increased delivery of thermal energy for horizontal boreholes | |
| CA1248442A (en) | In-situ steam drive oil recovery process | |
| CA3177047A1 (en) | Geothermal heating of hydrocarbon reservoirs for in situ recovery | |
| CA3136916A1 (en) | Geothermal heating of hydrocarbon reservoirs for in situ recovery |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190819 |